Вопросы к экзамену по дисциплине «Информатика»

для студентов первого курса института «ИТ»

1Что такое информация? Варианты определения данного понятия и их классификация. 5

2Свойства информации: объективность, точность, достоверность, полнота, актуальность, полезность, синтаксическая адекватность, связность, осмысленность, неисчерпаемость. 6

3Информатика как междисциплинарное научное направление: основные взгляды на содержание информатики. 7

4Информационное общество. Признаки перехода к информационному обществу. 7

5Системы счисления: определение, классификация, позиционные системы счисления и их основные понятия, сокращенная и полиномиальная запись чисел. 7

6Перевод целых чисел из 10ой системы счисления в систему с основанием N по машинному алгоритму и методом подбора. 8

7Перевод вещественных чисел из 10ой системы счисления в систему с основанием N по машинному алгоритму. 8

8Перевод вещественных чисел из системы с основанием N в десятичную. 8

9Определение количества разрядов, обеспечивающих достаточную точность, при переводе вещественного числа из десятичной системы в систему с основанием N. 9

10Перевод чисел из системы с основанием N в систему с основанием M, где M=NK и наоборот. 9

11 Арифметические действия в позиционных системах счисления: сложение, вычитание, умножение, деление (на примере двоичной системы). 9

12Двоично-десятичная система: определение, достоинства и недостатки, правила выполнения сложения и вычитания. 10

13Прямой, обратный, обратный, дополнительный коды, модифицированные коды: определение, назначение, правила перевода, достоинства и недостатки. 11

14 Понятие разрядной сетки. Понятие переполнения. Понятие машинного нуля. 15

15 Сложение и вычитание в обратном и дополнительном коде. Переполнение и его устранение. 15

16 Код со смещением: определение, назначение, правила выполнения сложения и вычитания. 15

17Представление чисел с фиксированной точкой: варианты фиксации точки для чисел со знаком и без, диапазоны представления чисел. Целочисленные типы данных. 16

18Представление чисел с плавающей точкой. Общая идея. Диапазон представления чисел. Понятие нормализованного и ненормализованного числа. 17

19 Правила выполнения арифметических операций для чисел с плавающей точкой. Примеры. 17

20 Представление чисел с плавающей точкой в соответствии со стандартом IEEE754: общие правила представления мантиссы, общие правила представления порядка. 18

21Представление чисел с плавающей точкой в соответствии со стандартом IEEE754: формат половинной точности. 19

22Представление чисел с плавающей точкой в соответствии со стандартом IEEE754: формат одинарной точности. 20

23 Алгоритмы перевода чисел из 10ой системы в форматы стандарта IEEE754 и наоборот. 20

24 Базовые устройства схемотехники: понятие комбинационной схемы и цифрового автомата, классификация комбинационных схем и простых цифровых автоматов. 20

25 Основы алгебры логики: логическая переменная и логическая функция, способы задания логической функции. 21

26 Логические функции от двух переменных: названия, таблицы истинности, УГО. 21

27 Основные понятия алгебры логики: конъюнкт, дизъюнкт, совершенный конъюнкт, совершенный дизъюнкт, минтерм, макстерм, дизъюнктивная форма, конъюнктивная форма. 21

28 Совершенная дизъюнктивная нормальная форма, совершенная конъюнктивная нормальная форма. Определение. Методы построения. 22

29Основные логические законы и правила преобразования логических формул. 22

30 Минимизация логических функций: цель минимизации, понятие МДНФ и МКНФ, минимизация методом эквивалентных логических преобразований. 23

31Минимизация логических функций методом диаграмм Вейча: идея метода, понятие интервала логической функции, формы интервалов, правила выделения интервалов, правила построения диаграммы с целью получения МДНФ функции от 3-х переменных, алгоритм минимизации. 23

32Минимизация логических функций методом диаграмм Вейча: идея метода, понятие интервала логической функции, формы интервалов, правила выделения интервалов, правила построения диаграммы с целью получения МДНФ функции от 4-х переменных, алгоритм минимизации. 23

33Минимизация логических функций методом диаграмм Вейча: идея метода, понятие интервала логической функции, формы интервалов, правила выделения интервалов, правила построения диаграммы с целью получения МКНФ функции от 3-х переменных, алгоритм минимизации. 27

34Минимизация логических функций методом диаграмм Вейча: идея метода, понятие интервала логической функции, формы интервалов, правила выделения интервалов, правила построения диаграммы с целью получения МКНФ функции от 4-х переменных, алгоритм минимизации. 27

35Минимизация частично определенных функций при помощи диаграмм Вейча. 27

36Приведение минимизированной логической функции к базису «ИЛИ-НЕ». 27

37Приведение минимизированной логической функции к базису «И-НЕ». 27

38Дешифраторы: определение, УГО, области применения, функциональная схема на примере дешифратора 2-4. 27

39Дешифраторы: определение, УГО, области применения, реализация логических функций на дешифраторах достаточной разрядности. 28

40Дешифраторы: определение, УГО, области применения, реализация логических функций на дешифраторах меньшей разрядности, чем количество переменных. 30

41Мультиплексоры: определение, УГО, области применения, функциональная схема мультиплексора на примере мультиплексора 4-1. 31

42Мультиплексоры: определение, УГО, области применения, реализация логических функций на мультиплексорах достаточной разрядности. 31

43Мультиплексоры: определение, УГО, области применения, реализация логических функций на мультиплексорах меньшей разрядности, чем количество переменных. 35

44Демультиплексоры: определение, УГО, области применения, функциональная схема демультиплексора на примере демультиплексора 1-4. 36

45Шифраторы: определение, УГО, области применения, таблица истинности и функциональная схема простого полного шифратора 4-2. 37

46Шифраторы: определение, УГО, области применения, таблица истинности и функциональная схема приоритетного шифратора 4-2. 38

47Сумматоры: определение, УГО, классификация, четвертьсумматор, полусумматор. 38

48Сумматоры: определение, УГО, полный одноразрядный сумматор, многоразрядный сумматор параллельного действия с последовательным переносом. 40

Многоразрядный сумматор параллельного действия (аргументы подаются одновременно по всем разрядам) с последовательным переносом. 40

49Сумматоры: определение, УГО, сумматор последовательного действия – принцип работы, обобщенная структурная схема, достоинства и недостатки. 42

50Сумматоры: определение, УГО, сумматоры с параллельным переносом – рекуррентная формула для вычисления переносов, пример схемы для 2х разрядного сумматора, достоинства и недостатки. 43

51 Компараторы: определение, таблица истинности, выражения для вычисления отношений «равно» и «больше» на примере компаратора двухразрядных чисел. 45

52Триггеры: определение, классификация, способы синхронизации, области применения. Сигнал синхронизации: назначение, структура. 47

53Триггеры: асинхронный RS-триггер на элементах «И-НЕ» и на элементах «ИЛИ-НЕ», его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 48

54Триггеры: синхронный RS-триггер на элементах «И-НЕ» со статическим управлением, его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 48

55Триггеры: синхронный двухступенчатый RS-триггер с асинхронными входами и статическим управлением, его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 48

56Триггеры: синхронный RS-триггер с динамическим управлением, его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 49

57Триггеры: синхронный D-триггер, его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 49

58Триггеры: синхронный T-триггер, его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 50

59Триггеры: синхронный двухступенчатый JK-триггер с асинхронными входами предустановки, его таблица истинности, функциональная схема, объяснение принципа работы, УГО. 50

60Регистры: определение, выполняемые функции, классификация, виды сдвига. 50

61Четырехразрядный параллельный регистр на D-триггерах: УГО, внутреннее устройство, выполняемые функции. 52

62 Четырехразрядный регистр с последовательными приемом и выдачей на D-триггерах, с выбором направления сдвига: УГО, внутреннее устройство, варианты использования. 52

63Четырехразрядный регистр с параллельно-последовательным приемом и выдачей, реализующий сдвиг вправо: УГО, внутреннее устройство, варианты использования. 53

64 Универсальный сдвиговый регистр: УГО, внутреннее устройство (на примере одного разряда), варианты использования. 54

65 Счетчики: определение, основные параметры, классификация. 54

66Счетчики: трехразрядный суммирующий двоичный счетчик на Т-триггерах с последовательным переносом, его таблица истинности, УГО, функциональная схема достоинства и недостатки. 55

67Счетчики: трехразрядный суммирующий двоичный счетчик на Т-триггерах с ускоренным переносом, его таблица истинности, УГО, функциональная схема достоинства и недостатки. 55

68 Синтез оптимальных счетчиков с требуемым модулем, шагом и направлением на D-триггерах. 56

69 Быстрый синтез счетчиков с требуемым модулем, шагом и направлением на D-триггерах. 57

70Основы алгоритмизации. Понятие алгоритма, свойства алгоритмов. 57

71Основы алгоритмизации. Понятие алгоритма, правила построения блок-схем. 58

72 Основы алгоритмизации. Алгоритм поиска максимума и минимума. 59

73 Основы алгоритмизации. Принцип структурного программирования Дейкстры. 59

74Основы алгоритмизации. Алгоритм сортировки «Пузырек». 60

75Основы алгоритмизации. Алгоритм быстрой сортировки Хоара. 61

76Основы алгоритмизации. Рекурсия – назначение, виды, примеры организации. 61

77 Основы алгоритмизации. Проверка вводимых данных – типичные ошибки и методы борьбы с ними. 62

1. Что такое информация? Варианты определения данного понятия и их классификация.

Информация – модель объекта/явления. Informatio – понятие, суть, идея без материального носителя.

Любой смысл, получаемый из внешнего мира в процессе взаимодействия с ним.

Передача сигнала, в процессе которой устраняется неопределенность.

Совокупность сведений, которые циркулируют в природе и обществе.

С учетом смысловой составляющей:

Информация – это новые сведения о чем-либо, полученные при помощи некоторого метода интерпеитатации данных.

Данные – это сигналы, зафиксированные на материальном носителе, искуственным или естественным путем.

Сигнал – это событие, повлекшее изменение некоторой физической величины.

Без метода интерпертации данных данные бесполезны.

Метод интерпретации накладывает определенную структуру на данные и предписывает определенные действия для получения полезных сведений из данных.

2. Свойства информации: объективность, точность, достоверность, полнота, актуальность, полезность, синтаксическая адекватность, связность, осмысленность, неисчерпаемость.

• объективность:

не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения.

• точность:

определяется степенью ее близости к реальному состоянию.

• достоверность:

общая точность и полнота информации. Объективная информация всегда достоверна, субъективная – не всегда.

• полнота:

информация может считаться полной, если достаточна для решения задачи.

• актуальность:

степень важности информации непосредственно в данных условиях/времени.

• полезность:

степень применимости пользователем.

• синтаксическая адекватность:

Характеризуется возможностью успешно получить информацию(интерпретировать данные):

• тип носителя

• скорость передачи

• способы кодировки

• точность предстваления

• связность:

привязанность к носителю.

• осмысленность:

смысл сохраняется независимо от формы предстваления информации.

• неисчерпаемость:

физически не стареет, тиражируется, копится, передается от поколения к поколению.

3. Информатика как междисциплинарное научное направление: основные взгляды на содержание информатики.

Информатика – междисциплинарное научное направление, изучающее вопросы производства, хранения, накопления, передачи, обработки и использования информации.

1 концепция – информатика без вычислительной техники существовать не может.

2 концепция – информатика, как методология работы с информацие, существовала в том или ином виде всегда. Информатика – информационная культура личности человека.

4. Информационное общество. Признаки перехода к информационному обществу.

1. Объектом и результатом труда большей части населения является информация.

2. Информация – това, определяющий основные экономические показатели.

3. Нет проблем с доступом к информации.

4. Существует необходимая техническая база для распространения и обработки информации.

5. Информация – оружие.

5. Системы счисления: определение, классификация, позиционные системы счисления и их основные понятия, сокращенная и полиномиальная запись чисел.

Система счисления(СС) — правила наименования и записи чисел, а также выполнения арифметических операций. В каждой СС есть свой набор базовых символов.

В позиционных СС значение цифры зависит от позиции (разряда).

6. Перевод целых чисел из 10ой системы счисления в систему с основанием N по машинному алгоритму и методом подбора.

Машинный алгоритм.

125₁₀

125	2
124	62	2
1	62	31	2
	0	30	15	2
		1	14	7	2
			1	6	3	2
				1	2	1
					1

125₁₀=1111101₂

Метод подбора.

342₁₀=256+(342-256)=2⁸+86=2⁸+64+(86-64)=2⁸+2⁶+22=2⁸+2⁶+16+4+2=2⁸+2⁶+2⁴+2²+2¹

342₁₀=1*2⁸+0*2⁷+2⁶+0*2⁵+2⁴+0*2³+2²+2¹+0*2⁰

342₁₀=101010110